《核磁共振》:探索宇宙深处的未知奥秘
2024-12-19

     影片的镜头和声音,如梵高的画笔,结尾的标题如落款,一幅极尽完美的星空随之完成.     当人们走进爱或婚姻,就像走入中世纪的教堂,精神随高耸穹顶无限上升,但受石料和光线压制,人性也感受到巨大的压抑.     人变得卑微,成为教堂中水滴般的音符,彻底融入庄严肃穆的氛围,成为组成道德和宗教的结构.     工业迅猛发展,田园牧歌淡出社会的主导.     生产力提高,生活品质提升,一些人的意识发生巨大变化,目光更多投向理性与自己,发现伦理和规训非但无法解决很多具体的问题,更成为枷锁束缚人性自由.     过度强调标准和理性,也让人原本活跃的意识,被原本利于生产的思维所侵蚀,丧失最基本的感受,标准和科学知识成为新的“宗教”.     人茫然地站在十字路口,一切看似不可调和,但人类正是通过正视矛盾,并在其刺激中发展,任何事物都不是全知全能,都不能解决所有问题.     冠文搞怪牛,冠杰魔术手,冠英发明兽,三兄弟玩转电视台.     到了这一部,无论导演亦或编剧,许冠文都已将才能发挥得十分成熟,搞笑时搞笑,幽默时幽默,讽刺时亦够讽刺.     片中那段由他主持的开箱游戏,以及那份先签字再补条款的空白契约,虽说娱乐,细思却意义不凡.     末尾花式百出的追逐打闹也完全不输成龙卖命式的上窜下跳.     故事的主题与曲目的词句更是完美融合,看得出整体有意回归《核磁共振》,这很机智,不仅延续前者的精彩,文武兼备的它甚至有更出色的成效.     可能很多年后,充斥着商业泡沫的社会已再也生不出那样的影视与曲目,但在过往的一段时历,曾有那么些人记得那张空白的卖身契,纸上除了倾诉与愤告,还有一股好笑的鸽子屎味,这也就够了.     一张卖身契,有多少条例?一签卖身契,无用躬耕犁?一场卖身契,观者喜笑啼.     一曲卖身契,讽意指天地!核磁共振成像是一种利用核磁共振原理的最新医学影像新技术,对脑、甲状腺、肝、胆、脾、肾、胰、肾上腺、子宫、卵巢、前列腺等实质器官以及心脏和大血管有绝佳的诊断功能.     与其他辅助检查手段相比,核磁共振具有成像参数多、扫描速度快、组织分辨率高和图像更清晰等优点,可帮助医生“看见”不易察觉的早期病变,已经成为肿瘤、心脏病及脑血管疾病早期筛查的利器.     据了解,由于金属会对外加磁场产生干扰,患者进行核磁共振检查前,必须把身体上的金属物全部拿掉.     不能佩戴如手表、金属项链、假牙、金属纽扣、金属避孕环等磁性物品进行核磁共振检查.     此外,戴心脏起搏器,体内有顺磁性金属植入物,如金属夹、支架、钢板和螺钉等,都不能进行磁共振成像检查.     进行上腹部(如肝、胰、肾、肾上腺等)磁共振检查前必须空腹,但检查时可足量饮水,使胃与肝、脾的界限更清晰.     核磁共振对颅脑、脊髓等疾病是最有效的影像诊断方法,不仅可以早期发现肿瘤、脑梗塞、脑出血、脑脓肿、脑囊虫症及先天性脑血管畸形,还能确定脑积水的种类及原因等.     而针对危害中国女性生命健康的第一大妇科疾患——乳腺癌,通过核磁共振精准筛查,可以帮助发现乳腺癌早期病灶;而针对“高血压、高血脂、高血糖”等三高人群,可以通过对头部及心脏等部位的核磁检查,在身体健康尚未发出红灯警讯前,早期发现心脏病、脑梗塞等高风险疾病隐患.     此外,核磁共振还可进行腹部及盆腔的检查,如肝脏、胆囊、胰腺、子宫等均可进行检查,腹部大血管及四肢血管成像可以明确诊断真性、假性动脉瘤,夹层动脉瘤及四肢血管的各种病变.     核磁共振对各类关节组织病变诊断非常精细,对骨髓、骨的无菌性坏死十分敏感.     连续波核磁共振仪CW-NMR图1 核磁共振仪示意图图1 核磁共振仪示意图如今使用的核磁共振仪有连续波(continal wave,CW)及脉冲傅里叶(PFT)变换两种形式.     连续波核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、检测器、放大器及记录仪等组成(见图1).     磁铁用来产生磁场,主要有三种:永久磁铁,电磁铁[磁感应强度可高达24000 Gs(2.4 T)],超导磁铁[磁感应强度可高达190000 Gs(19 T)].     核磁共振波谱仪的分辨率多用频率表示(也称“兆数”)其定义是在仪器磁场下激发氢原子所需的电磁波频率.     如一台磁场强度为9.4T的超导核磁中,氢原子的激发频率为400MHz,则该仪器为“400兆”的仪器.     频率高的仪器,分辨率好,灵敏度高,图谱简单易于分析.     磁铁上备有扫描线圈,用它来保证磁铁产生的磁场均匀,并能在一个较窄的范围内连续精确变化.     射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波检测器和放大器用来检测和放大共振信号.     记录仪将共振信号绘制成共振图谱.     CW-NMR价格低廉,易操作,但是灵敏度差.     因此需要样品量大,且只能测定如¹H/¹⁹F/³¹P之类天然丰度很高的原子核,对诸如¹³C之类低丰度的原子核则无法测定.     脉冲傅里叶核磁共振仪PFT-NMR20世纪70年代中期出现了脉冲傅里叶核磁共振仪,它的出现使¹³C核磁共振的研究得以迅速开展.     脉冲变换傅里叶核磁共振仪(pulse Fourier transform-NMR)与连续波仪器不同,它增设了脉冲程序控制器和数据采集处理系统,利用一个强而短(1~50μs)的脉冲将所有待测核同时激发,在脉冲终止时及时打开接收系统,采集自由感应衰减信号(FID),待被激发的核通过弛豫过程返回平衡态时再进行下一个脉冲的激发.     得到的FID信号是时域函数,是若干频率的信号的叠加,在计算机中经过傅里叶变换转变为频域函数才能被人们识别.     PFT-NMR在测试时常进行多次采样,而后将所得的总FID信号进行傅里叶变换,以提高灵敏度和信噪比(进行n次累加,信噪比提高n^0.5倍).     PFT-NMR灵敏度很高,可以用于低丰度核,测试时间短(扫一次一到几秒),还可以测定核的弛豫时间,使得利用核磁共振测定反应动态成为现实.     核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的.     不同的原子核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示.     自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况,见下表.     分类质量数原子序数自旋量子数(I)NMR信号①偶数偶数0无②偶数奇数1,2,3,…(I为整数)有③奇数奇数或偶数0.5,1.5,2.5,…(I为半整数)有I值为零的原子核可以看做是一种非自旋的球体,I为1/2的原子核可以看做是一种电荷分布均匀的自旋球体,¹H,¹³C,¹⁵N,¹⁹F,³¹P的I均为1/2,它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体.     I大于1/2的原子核可以看做是一种电荷分布不均匀的自旋椭球体.     当自旋核(spin nuclear)处于强度为H₀的外磁场中时,除自旋外,还会绕H₀运动,这种运动情况与陀螺的运动情况十分相像,称为拉莫尔进动(larmor precess).     自旋核进动的角速度ω₀与外磁场强度H₀成正比,比例常数为磁旋比(magnetogyric ratio)γ,是各原子核的特征常数.     ω₀=2πν₀=γH₀,ν₀为进动频率.     图2 1H自旋核在外磁场中的两种取向示意图(4张)原子核在无外磁场中的运动情况如图2,微观磁矩在外磁场中的取向是量子化的(方向量子化),自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下只可能有2I+1个取向,每一个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示.     m=I,I-1,I-2,…,-I+1,-I.

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